Para reduzir o custo do sistema de iluminação com guia de onda de modo zero e diminuir o tamanho, foi projetada e concluída a integração no chip da grade de difração, guia de onda óptico e guia de onda de modo zero, bem como verificados as microestruturas e o desempenho do chip integrado. O método de diferenças finitas no domínio do tempo foi utilizado para simular e projetar o chip integrado; com base em técnicas de micro e nanofabricação, foram fabricadas estruturas integradas no chip da grade de difração, guias de onda ópticos e matrizes de guias de onda de modo zero, as estruturas microscópicas foram caracterizadas e o desempenho do chip foi verificado com o auxílio de microesferas fluorescentes. Através do teste das microesferas fluorescentes, o chip integrado fabricado pode efetivamente excitar as microesferas fluorescentes; pela caracterização das microestruturas, o período da grade de difração é de (352,8±2,6) nm, a largura dos dentes é de (155,3±2,4) nm, a profundidade de gravação é de (67,8±3,5) nm; a largura do núcleo do guia de onda é de (504,05±10,35) nm, a altura é de (184,9±8,9) nm; o diâmetro do guia de onda de modo zero é de (200,2±6,4) nm, a profundidade é de (301,3±7,6) nm, atendendo aos requisitos do projeto. O tamanho do chip é 22 mm × 22 mm, a largura mínima da linha é 155 nm. Através da integração no chip de 8 grades de difração, cerca de 1000 guias de onda e dezenas de milhares de matrizes de guias de onda de modo zero, fornece uma solução compacta e eficaz para a iluminação do guia de onda de modo zero.

Óptica integrada;Guia de onda óptico;Grade de difração;Matriz de guias de onda de modo zero